L'inevitabile fallimento della fisica teorica - parte prima

Premessa: l'imprevedibile durata della "tolemaica stringhista"

Lee Smolin è forse l'unico teorico della fisica contemporanea che abbia avuto il coraggio di smascherare le gravi difficoltà che attanaglia­no la fisica teorica (matematica), fino al punto di prefigurarne un quasi inevitabile fallimento. Lo ha fatto naturalmente dall'interno, senza potersi liberare da quella rete di tutele che avvolge ogni appar­tenente alla comunità scientifica, impedendogli di "uscire dai ranghi". Anche perché un fisico matematico, immunizzato fin dalle aule univer­sitarie contro il virus dello spirito critico persino di fronte a pale­si assurdità, finisce col non possedere altro modo logico di pensare che quello metafisico-matematico. E' per questo motivo che, come vedre­mo, le soluzioni proposte da Smolin sulla crisi valgono molto meno del­la sua descrizione della crisi stessa.

Il filo conduttore del suo libro, "L'UNIVERSO SENZA STRINGHE Fortuna di una teoria e turbamenti della scienza" (2006), è una tesi più volte ripetuta dall'autore in svariate versioni. Nell'introduzione troviamo una versione da tragedia greca per la generazione dei fisici contemporanei: "La storia che narrerò -scrive Smolin- si potrebbe interpretare come una tragedia. Per parlare chiaro -rivelando il finale-, abbiamo falli­to: abbiamo ereditato una scienza, la fisica, che aveva continuato a progredire a tale velocità così a lungo che spesso veniva presa a mo­dello per altri generi di scienza. La nostra comprensione delle leggi della natura ha continuato a crescere rapidamente per oltre due secoli, ma oggi, nonostante tutti i nostri sforzi, di queste leggi non sappiamo con certezza più di quello che sapessimo nei lontani anni settanta".

Materia oscura: l'intuizione di un autodidatta

Dopo aver letto un brano tratto da "Origini" (2005) di N. de Grasse Tyson e D. Goldsmith, chi scrive ha deciso di ribadire sinteticamente la sua soluzione della materia oscura, basata su una concezione realistica della evoluzione della materia nel cosmo, senza alcuna concessione a fantascientifici universi paralleli o altre cose del genere.

Il brano è il seguente: "Non ci stiamo inventando la materia oscura dal nulla; al contrario, ne deduciamo l'esistenza dai dati sperimentali, e possiamo affermare che la sua realtà è pari a quella dei cento e più pianeti extrasolari […]. Il peggio che possa accadere è che i fisici (o chiunque altro abbia un'intuizione profonda) scoprano che la materia oscura non è affatto composta da materia, ma da qualcos'altro, e che non riescano a confutare la nuova interpretazione. Potrebbe trattarsi dell'effetto di forze provenienti da un'altra dimensione? Oppure di un universo parallelo venuto a intersecare il nostro? Anche se così fosse, nessuna di queste possibilità eliminerebbe la necessità di ricorrere all'effetto gravitazionale della materia oscura nelle equazioni di cui ci serviamo per comprendere la formazione e l'evoluzione dell'universo".

Evoluzione naturale: caso e necessità dell'evento straordinario

Gli effetti della larga base della casualità si accumulano di generazione in generazione. Di conseguenza, nei tempi lunghi delle generazioni, si possono verificare, di tanto in tanto, eventi straordinari. Perciò un singolo evento straordinario, statisticamente eccezionale, (nel linguaggio probabilistico, oggi di moda, l'eccezione statistica è considerata un "evento altamente improbabile") può verificarsi, talvolta, nel corso di una o poche generazioni.

Trattandosi di un singolo evento casuale, ogni evento straordinario è imprevedibile; tuttavia, si può prevedere che, sulla larga base degli eventi singoli casuali, si realizzi non soltanto una frequenza media statistica ma anche un evento raro, straordinario, purché possibile. L'uscita di 5 assi in una mano di Poker è impossibile, ma che, in una mano di Bridge, ciascun giocatore possa ricevere tutte le carte di uno stesso seme è possibile, anche se rappresenta l'evento più raro che possa mai verificarsi in questo gioco.

La soluzione del mistero della gravitazione nello spazio vuoto, privo di dimensioni e geometria

Per Smolin ("L'universo senza stringhe" 2006), "lo spazio ha tre dimen­sioni e una particolare geometria che impariamo a scuola": questo è stato il punto di partenza per le successive concezioni che hanno au­mentato il numero delle dimensioni spaziali. Ma qui non c'interessa il numero delle dimensioni riferite allo spazio: qui ci occupiamo della apparente ovvietà che lo spazio abbia delle dimensioni e una o più geo­metrie.

Il fatto accertato è che la materia, costituendo corpi, può acqui­sire delle dimensioni e una geometria, giacché le figure geometriche sono proprio astrazioni di corpi. Così la geometria euclidea, fornendo tre coordinate, ha permesso di ricostruire forme e dimensioni corporee astratte. Allora, dire che un corpo ha dimensioni spaziali e una geo­metria, significa dire che ha questa o quella grandezza, questa o quella forma geometrica. Ma lo spazio è il vuoto che può essere occupato dai corpi materiali che si muovono in esso. In quanto tale, non ha alcuna dimensione e soprattutto non ha alcuna geometria. O meglio, non ce le ha in senso reale, perché in fisica teorica le ha sempre avute entrambe in senso convenzionale e fittizio.

Tre esempi di selezione naturale

Riprendiamo  da "L'evoluzione biologica" (1987) di Luciano Paolozzi tre noti esempi di selezione naturale, per cominciare a verificare in concreto l'impostazione fin qui sviluppata.

Cominciamo dalla falena di betulla, una farfalla nota soprattutto agli agricoltori per i danni arrecati dalle sue larve. E' citata molto spesso nei vari testi come esempio perfetto di selezione operata dall'ambiente. Fino alla metà del secolo scorso (1845), nella zona di Manchester era prevalente la variante di colore grigio brillante con mac­chioline scure, che risultava ben mimetizzata, mentre la variante scura era presente solo nella misura dell'1%. Dieci anni dopo, era salita al 99%. Che cosa era successo? L'introduzione delle fabbriche a Manchester aveva prodotto l'annerimento dell’ambiente a causa del fumo, perciò la falena scura si trovò improvvisamente ben mimetizzata, mentre la variante grigio brillante divenne facile preda dei rapaci. I biologi stabilirono che in questo caso si aveva la prova della selezione operata dall'ambiente.

Teoria delle stringhe: vittoria postuma di Bellarmino

Quando Lee Smolin ("L'universo senza stringhe" 2006) pone il seguen­te aut aut: "O la teoria delle stringhe è il culmine della rivoluzione scientifica iniziata da Einstein nel 1905, oppure non lo è", non sa che la prima alternativa è molto vicina alla verità (verità che ab­braccia un arco di tempo molto più grande). Egli, ovviamente, ritiene che l'avverarsi della seconda alternativa comporterebbe la non scien­tificità della teoria delle stringhe. Invece, essa non è scientifica proprio perché rappresenta il culmine di quella operazione convenzio­nalistica iniziata da Einstein nel 1905, sul solco tracciato nei secoli dal convenzionalismo bellarminiano. Altro che rivoluzione scien­tifica! Con Einstein si è imposto il definitivo convenzionalismo dei modelli matematici "strani", subito imitato da Heisenberg e Bohr in meccanica quantistica.

Allora, se la teoria delle stringhe "per oltre vent'anni ha cattu­rato l'attenzione di molti tra i più brillanti scienziati del mondo", significa soltanto che il convenzionalismo fittizio ha raggiunto il suo culmine; e la propensione degli stringhisti verso il misticismo teologico conferma che la reazione bellarminiana alla rivoluzione ga­lileiana si è infine saldata con il più irrealistico dei modelli mate­matici-fisici, quello delle stringhe. Insomma, la teoria delle strin­ghe è non solo il culmine della svolta attuata dalla relatività gene­rale e dalla meccanica quantistica, ma è la conclusione naturale della "ex suppositione" bellarminiana imposta quando la fisica cominciò a fare i suoi primi passi.

Dispendio ed eccezione statistica in biologia

Nell'introduzione alla sua opera fondamentale, Darwin spiega "la lotta per l'esistenza fra tutti i viventi ed in tutto il mondo", facendola dipendere "dalla loro elevata capacità di moltiplicarsi in ragione geometrica", e crede che si tratti della conferma della dottrina di Malthus da parte del mondo vivente. Infatti scrive: "Gli individui di ciascuna specie, che nascono, sono molto più numerosi di quanti ne possono sopravvivere e quindi la lotta per l'esistenza si ripete di frequente".

Se Darwin avesse accettato il fondamento casuale della selezione naturale, avrebbe potuto comprendere il dispendio relativo all'eccesso di nascite rispetto alla sopravvivenza. Invece, dando per scontato il dispendio, cercò la determina­zione necessaria della selezione naturale, credendo di trovarla nella lotta per l'esistenza; ma anche la lotta per l’esistenza doveva essere spiegata e Darwin ne trovò la causa proprio nella elevata capacità di moltiplicazione degli organismi viventi, superiore alla loro capacità di sopravvivere. In questo modo egli ottenne una formulazione determinista, stabilendo una connessione di causa ed effetto.

La teoria delle stringhe: croce dei fisici sperimentali e delizia dei matematici puri

Fra i tanti libri e articoli sulla teoria delle stringhe, sceglia­mo, per una breve sintesi critica, l'articolo di Peter Woit pubblica­to su "Le Scienze" (giugno 2007). Il titolo dell'articolo pone una domanda precisa: "La teoria delle stringhe è scienza?" Ma poi l'auto­re introduce un elemento di confusione, scindendo la domanda in due parti: "La questione tende ad assumere due diversi risvolti: il primo è se la teoria delle superstringhe non debba forse essere considerata matematica piuttosto che fisica; il secondo, più drastico, pone il problema se la teoria sia realmente scienza".

Non si tratta di due risvolti di un'unica questione, ma di due di­verse questioni tra loro collegate: la prima è se la teoria (matemati­ca) possa essere realmente scienza, la seconda è se la teoria delle stringhe sia solo una teoria matematica senza alcun corrispettivo con la realtà fisica. Rispetto alla prima domanda, abbiamo già chiarito che la matematica può essere solo scienza delle grandezze, un ausilio alla reale teoria scientifica; perciò, da quando la teoria matematica pura è stata concepita come unica forma di teoria (avanzata) in fisi­ca, questa disciplina è diventata una scienza puramente convenzionale e fittizia. Rispetto alla seconda domanda, la risposta è semplicissi­ma: in fisica ormai l'unica teoria ammissibile deve scaturire da un modello fondato sulla matematica pura, senza alcun corrispettivo con realtà, anche perché si pretende indagare ciò che si dovrebbe trovare ai limiti della realtà, in "regioni" dove non arriva né la sperimentazione né l'osservazione.

Menzogna o verità: il dilemma irrisolto di Umberto Eco

Prendiamo spunto dall'uscita dell'ultimo libro di Umberto Eco (2010) per ricordare i suoi esordi con uno scritto di molti anni fa  "Il nome della rosa".

I petali della gnoseologia contemporanea

Possiamo considerare "Il nome della rosa" una meta­fora, forse involontaria, della confusione gnoseologica contemporanea. I suoi "petali" non sono altro che le vecchie e nuove concezioni del­la filosofia della scienza. Cominciamo con la più vecchia di tutte, il determinismo riduzionistico che pone come oggetto della conoscenza il singolo oggetto, il singolo individuo.

Allora il riconoscimento del singolo cavallo, chiamato Brunello, "sarà la conoscenza piena, l'intuizione del singolare. Così io un'ora fa ero pronto ad attendermi tutti i cavalli, ma non per la vastità del mio intelletto, bensì per la pochezza della mia intuizione. E la fame del mio intelletto è stata saziata solo quando ho visto il ca­vallo singolo…" Così parla il saggio frate Guglielmo; e il suo no­vizio Adso conferma: "Altre volte lo avevo udito parlare con molto scetticismo delle idee universali e gran rispetto per le cose individuali".